MOF基超級電容器制備與測試虛擬仿真實驗 下載

1、實驗目的：
     1、了解超級電容器的儲能原理和電極組裝步驟;
     2、熟練掌握電極測試方法和結果分析.
2、實驗原理：
     本實驗項目采用MOF這種具有電化學活性的材料組裝超級電容器電極。其儲能機理
是以氧化還原反應為基礎的贗電容超級電容器。在電極材料表面附近電極材料和電解質發生
可逆的氧化還原反應。反應產生的電子在電解質/電極界面上傳遞，這種電荷轉移過程使贗電
容材料得到比雙電層電容更高的能量密度。但和雙電層電容相比贗電容的功率密度低，因為
化學反應比物理過程慢。此外，氧化還原反應發生在電極上，多次循環后贗電容超級電容器
穩定性變差。常用贗電容材料有雜原子摻雜的碳質材料，過渡金屬氧化物、硫化物、氫氧化
物和導電聚合物等。以金屬氧化物為例計算其理論比電容,如以下公式：

                                           
      其中n是氧化還原反應過程轉移的平均電子數，F為法拉第常數，M為金屬氧化物的摩
爾質量，V為電壓窗口。
     本實驗項目通過仿真技術，著重模擬超級電容器電極測試過程電極在不同電壓掃速下的
電流變化；恒電流情況下電極充放電電壓隨時間的變化情況；以及電極在一個頻率不同的小
振幅的交流電勢波，測量交流電勢與電流信號的比值（此比值即為系統的阻抗）隨正弦波頻
率ω的變化。
3、實驗內容：
     1.通過水熱合成法制備Zn-Ni基MOF。
     2.空氣退火處理得到過渡金屬氧化物（ZnO-NiO）。
     3.用刮涂法將電極材料制作電極。
     4.用電化學工作站測試制備成功的電極材料的性能，分析測試結果。